Оқырмандардың көпшілігі ағылшынның «лазерінен» (сәулеленудің стимуляцияланған эмиссиясы арқылы жарық күшейту) қалыптасқан «лазер» ұғымын жақсы біледі. 20 ғасырдың ортасында ойлап табылған лазерлер біздің өмірімізге мұқият еніп кетті, дегенмен олардың заманауи технологиядағы жұмысы қарапайым адамдарға көрінбейді. Технологияның негізгі насихаттаушысы ғылыми фантастикалық кітаптар мен фильмдер болды, онда лазерлер болашақ жауынгерлердің құрал -жабдықтарының ажырамас бөлігіне айналды.
Шындығында, лазерлер ұзақ уақытқа жетті, олар негізінен барлау мен нысанды белгілеу құралы ретінде пайдаланылды, және енді олар ұрыс алаңының қаруы ретінде өз орнын алуы керек, мүмкін оның сыртқы түрі мен жауынгерлік техниканың сыртқы түрін түбегейлі өзгерте алады.
Сандық диапазондағы когерентті электромагниттік толқындардың эмитенті (микротолқынды пештер) - лазер жасаудан бұрын пайда болған «мастер» ұғымы аз белгілі. Ал когерентті сәулелену көздерінің тағы бір түрі бар екенін «азер» білетіндер аз.
Дыбыстың «сәулесі»
«Сасер» сөзі «лазер» сөзіне ұқсас жасалған - сәулеленудің стимуляцияланған эмиссиясы арқылы дыбысты күшейту және белгілі жиіліктегі когерентті дыбыс толқындарының генераторын - акустикалық лазерді білдіреді.
Сейсерді «дыбыстық прожектормен» шатастырмаңыз - бағытталған дыбыс ағындарын құру технологиясы, мысал ретінде біз Массачусетс технологиялық институтының «Аудио прожекторы» Джозеф Помпейдің дамуын еске түсіре аламыз. «Аудио прожекторы» дыбыстық прожекторы ультрадыбыстық диапазонда толқындар сәулесін шығарады, олар ауамен сызықты емес әсерлесіп, дыбыстың ұзындығын арттырады. Аудиопроектордың сәуле ұзындығы 100 метрге жетуі мүмкін, алайда ондағы дыбыс қарқындылығы тез төмендейді.
Егер лазерлерде жарық кванттары - фотондар ұрпағы болса, онда сасерлерде олардың рөлін фонондар атқарады. Фотоннан айырмашылығы, фонон - бұл кеңестік ғалым Игорь Тамм енгізген квазибөлшек. Техникалық тұрғыдан фонон - бұл кристалл атомдарының тербеліс қозғалысының кванты немесе дыбыс толқынына байланысты энергия кванты.
«Кристалды материалдарда атомдар бір -бірімен белсенді әрекеттеседі, және олардың құрамындағы жекелеген атомдардың тербелістері сияқты термодинамикалық құбылыстарды қарастыру қиын - триллиондаған өзара байланысты сызықтық дифференциалдық теңдеулер жүйесі, олардың аналитикалық шешімі мүмкін емес. Кристалл атомдарының тербелістері заттағы дыбыс толқындары жүйесінің таралуымен ауыстырылады, олардың кванттары фонондар. Фонон бозондар санына жатады және Бозе - Эйнштейн статистикасымен сипатталады. Фонондар мен олардың электрондармен әрекеттесуі қазіргі кездегі өткізгіштер физикасының, жылуөткізгіштік процестерінің және қатты денелердегі шашырау процестерінің негізгі ұғымдарында маңызды рөл атқарады ».
Алғашқы сасерлер 2009-2010 жылдары жасалды. Ғалымдардың екі тобы лазерлік сәулеленуді алу әдістерін ұсынды - оптикалық қуыстарға фононды лазерді және электронды каскадтарда фононды лазерді қолдану.
Калифорния технологиялық институтының (АҚШ) физиктері жасаған оптикалық резонаторлардың прототипі сыртқы диаметрі шамамен 63 микрометр және ішкі диаметрі 12, 5 және 8, 7 микрометр болатын торий түрінде жұп кремнийлі оптикалық резонаторларды қолданады., оған лазер сәулесі беріледі. Резонаторлар арасындағы қашықтықты өзгерту арқылы осы деңгейлердің жиілік айырмашылығын жүйенің акустикалық резонансына сәйкес келетін етіп реттеуге болады, нәтижесінде жиілігі 21 мегагерц лазерлік сәулелену пайда болады. Резонаторлар арасындағы қашықтықты өзгерту арқылы дыбыстық сәулелену жиілігін өзгертуге болады.
Ноттингем университетінің ғалымдары (Ұлыбритания) электронды каскадтарда сейсердің прототипін жасады, онда дыбыс қалыңдығы бірнеше атомды галий арсенидінің және алюминий жартылай өткізгіштердің ауыспалы қабаттары бар суперпатель арқылы өтеді. Фонондар қосымша энергияның әсерінен қар көшкіні тәрізді жиналады және 440 гигагерц жиіліктегі лазерлік сәулелену түрінде құрылымнан шыққанға дейін үстіңгі қабаттың ішінде бірнеше рет шағылысады.
Сасерлер лазермен салыстырғанда микроэлектроника мен нанотехнологияда төңкеріс жасайды деп күтілуде. Терахерц диапазонының жиілігімен сәулеленуді алу мүмкіндігі максималды, микро және наноқұрылымдардың үш өлшемді кескіндерін алуға, жоғары өткізгіштердің оптикалық және электрлік қасиеттерін өзгерте отырып, жоғары дәлдіктегі өлшеу үшін сасерлерді қолдануға мүмкіндік береді. жылдамдық
Сасерлердің әскери салада қолданылуы. Сенсорлар
Жауынгерлік ортаның форматы әр жағдайда тиімді болатын сенсорлардың түрін таңдауды анықтайды. Авиацияда барлау құралдарының негізгі түрі-миллиметр, сантиметр, дециметр және тіпті метрлік (жердегі радар үшін) толқын ұзындығын пайдаланатын радар станциялары (радарлар). Жердегі ұрыс алаңы мақсатты дәл анықтау үшін жоғары ажыратымдылықты қажет етеді, оған оптикалық диапазонда барлау арқылы ғана қол жеткізуге болады. Әрине, радарлар жердегі техникада да қолданылады, сонымен қатар оптикалық барлау құралдары авиацияда қолданылады, бірақ соған қарамастан, жауынгерлік орта форматының түріне байланысты белгілі бір толқын ұзындығының диапазонын бірінші кезекте қолданудың пайдасы бар. анық
Судың физикалық қасиеттері оптикалық және радиолокациялық диапазондағы көптеген электромагниттік толқындардың таралу диапазонын едәуір шектейді, ал су дыбыс толқындарының өтуіне айтарлықтай жақсы жағдай жасайды, бұл оларды сүңгуір қайықтардың қаруын (ПЛ) барлау мен бағыттау үшін қолдануға әкелді. және жер үсті кемелері (НК) егер олар су астындағы жаумен күресетін болса. Тиісінше, гидроакустикалық кешендер (САК) сүңгуір қайықтарды барлаудың негізгі құралына айналды.
SAC -ті активті де, пассивті де режимде қолдануға болады. Белсенді режимде SAC модуляцияланған дыбыстық сигнал шығарады және жаудың сүңгуір қайығынан шағылған сигналды қабылдайды. Мәселе мынада, жау МАК -тан келген сигналды МАБ -тың өзі шағылған сигналға қарағанда әлдеқайда алыс анықтай алады.
Пассивті режимде МАК суасты қайығының немесе қарсылас кеменің механизмдерінен шығатын шуды «тыңдайды» және олардың талдауы негізінде нысандарды анықтайды және жіктейді. Пассивті режимнің кемшілігі - соңғы сүңгуір қайықтардың шуы үнемі төмендейді және теңіздің фондық шуымен салыстырылады. Нәтижесінде жаудың сүңгуір қайықтарын анықтау диапазоны айтарлықтай қысқарады.
SAC антенналары-бұл дыбыстық сигналдарды беретін бірнеше мың пьезокерамикалық немесе талшықты-оптикалық түрлендіргіштерден тұратын күрделі пішіндердің кезеңді дискретті массивтері.
Бейнелеп айтқанда, қазіргі SAC -ты әскери авиацияда қолданылатын пассивті фазалы антенналық массивтері (PFAR) бар радарлармен салыстыруға болады.
Сасерлердің пайда болуы перспективалы SAC құруға мүмкіндік береді деп болжауға болады, оны шартты түрде соңғы фазалық ұшақтардың айрықша белгісіне айналған белсенді фазалы антенналық массивтері бар радарлармен (AFAR) салыстыруға болады
Бұл жағдайда активті режимде Saser эмитенттеріне негізделген перспективалы САК жұмысының алгоритмін AFAR -мен авиациялық радарлардың жұмысымен салыстыруға болады: тар бағыттың үлгісі бар сигналды генерациялауға болады. кептелушіге және өздігінен кептелуге бағытталғандық үлгісі.
Мүмкін, объектілердің үшөлшемді акустикалық голограммаларының құрылысы жүзеге асады, оны кескінді алу үшін өзгертуге болады, тіпті зерттелетін объектінің ішкі құрылымы, бұл оны анықтау үшін өте маңызды. Бағытталған сәулеленудің пайда болу мүмкіндігі МАК белсенді режимде болғанда, су асты қайығы таяз суда жылжып, теңіз миналарын анықтай отырып, табиғи және жасанды кедергілерді анықтау үшін жаудың дыбыс көзін анықтауын қиындатады.
Атмосфераның лазерлік сәулеленуге әсер етуімен салыстырғанда, су ортасы «дыбыстық сәулеге» едәуір әсер ететінін түсіну керек, бұл жоғары өнімді лазерлік бағыттау мен түзету жүйесін дамытуды қажет етеді, және ол ешқандай жағдайда болмайды. «лазер сәулесі» сияқты - лазерлік сәулеленудің дивергенциясы әлдеқайда үлкен болады.
Сасерлердің әскери салада қолданылуы. Қару
Лазерлер өткен ғасырдың ортасында пайда болғанына қарамастан, оларды нысанды физикалық түрде жоюды қамтамасыз ететін қару ретінде қолдану қазір ғана шындыққа айналуда. Дәл осындай тағдыр сатерлерді күтеді деп болжауға болады. Кем дегенде, «Command & Conquer» компьютерлік ойынында бейнеленген «дыбыстық зеңбіректер» өте ұзақ уақыт күтуге мәжбүр болады (егер мұндай құрылысты жасау мүмкін болса).
Лазерлермен ұқсастық жасай отырып, болашақта сасерлер негізінде ресейлік әуе-десанттық қорғаныс жүйесі L-370 «Витебск» («Президент-С») сияқты өзін-өзі қорғау кешендерін құруға болады деп болжауға болады.), зымыранның ұшатын басын соқырлайтын лазерлік сәулелендіргіштерді қамтитын оптикалық-электронды сөндіру станциясын (OECS) қолдана отырып, инфрақызыл ұшатын бастары бар ұшаққа бағытталған зымырандарға қарсы тұруға арналған.
Өз кезегінде, Saser шығарғыштарына негізделген сүңгуір қайықтардың өздігінен қорғаныс жүйесін акустикалық басшылықпен қарсыластың торпедасы мен қару-жарағына қарсы тұру үшін қолдануға болады.
қорытындылар
Перспективалы сүңгуір қайықтарды барлау және қару-жарақ ретінде сасерлерді қолдану, ең болмағанда, орта мерзімді, тіпті алыс перспективалы. Соған қарамастан, болашақтың перспективалы әскери техникасын жасаушыларға негіз жасай отырып, осы перспективаның негізін қазірден қалыптастыру қажет.
20 -шы ғасырда лазерлер заманауи барлау мен мақсатты белгілеу жүйелерінің ажырамас бөлігіне айналды. 20-21 ғасырлар тоғысында AFAR радарсыз жауынгерді енді технологиялық прогрестің шыңы деп санауға болмайды және ол AFAR радарымен бәсекелестерінен төмен болады.
Алдағы онжылдықта жауынгерлік лазерлер жердегі, судағы және әуедегі ұрыс алаңының келбетін түбегейлі өзгертеді. Сасерлер 21 ғасырдың ортасы мен аяғында су астындағы ұрыс алаңының пайда болуына әсер етуі мүмкін.
